无人艇载多波束测深系统一体化结构优化设计

为了提升无人艇载多波束测深系统(以下简称多波束系统)在复杂环境下的作业安全和精度,通过对多波束系统与无人艇艇型一体化安装结构的分析,采用基于有限元协同仿真技术开展动力及平台结构性能优化设计研究,设计出了在一定航行速度下能保证较优效率和航行安全的无人艇载多波束系统安装结构,并在珠江口海域进行了试验。结果表明:与传统的无人艇平台与多波束系统分离式设计的方法相比,设计的无人艇载多波束系统横摇角度小,抖动现象减弱,作业性能得到提升。运用该系统不仅可以获取水下高精度的三维地形数据,也可以为水下障碍物排查、目标物搜寻和水下构筑物巡检巡查等提供技术支撑。

基于二轴车过桥振动响应的桥梁模态特性识别方法研究

为采用移动车辆过桥振动信号间接识别桥梁模态特性参数,达到快速检测路网桥梁群健康状况目的,研究了常规二轴车用于桥梁频率与模态振型同步识别方法。首先,理论推导了忽略车桥耦合效应情况下二轴车过桥的车桥接触点振动响应封闭解,通过前后车轴振动加速度响应的时滞信号相减构建接触点残余响应,应用双峰理想谱滤波和希尔伯特变换建立了同步识别桥梁频率与模态振型方法。其次,建立了车桥耦合振动数值有限元仿真程序,在考虑车桥耦合效应基础上验证了理论推导的准确性,并同步识别了桥梁频率与模态振型。最后,考虑更不利的路面粗糙度情况,检验了二轴车接触点残差响应的间接识别效果。研究表明在忽略车桥耦合效应情况下接触点残差响应不包含车辆和路面粗糙度影响,可以精准识别桥梁模态特性参数。数值有限元仿真证明通过车体响应间接计算接触点响应、通过桥梁节点插值计算接触点响应以及理论推导三者结果高度吻合,在路面粗糙度等级低的情况下该方法有很好效果。当粗糙度更为不利时,车桥耦合效应明显导致接触点响应残差中仍然包含车辆频率成分,对识别效果有一定干扰。采用接触点残余响应进行桥梁模态特性识别时,建议降低检测速度或优化试验车构造,抑制车桥耦合效应的不利影响。

基于信号分离方法的桥梁车载振动传感器移动监测技术研究

为更好地从过桥车辆振动响应中识别桥梁频率,对比研究快速傅里叶变换FFT、变分模态分解VMD和连续小波变换CWT三种信号处理方法的应用效果。首先,介绍FFT、VMD和CWT三种信号处理方法的理论基础和应用流程;其次,通过车桥耦合数值分析算例,对比三种方法在利用车辆振动加速度响应识别桥梁多阶频率的效果;最后,通过缩尺车桥耦合模型试验,进一步研究三种方法的应用效果。

基于车辆振动响应间接识别桥梁频率的模型试验研究

为证明采用过桥车辆振动信号可以识别桥梁多阶振动频率,搭建了缩尺车桥耦合振动模型进行试验,研究了各类影响因素下采用二轴试验车对桥梁频率的识别效果.首先,介绍了缩尺车桥耦合振动的模型梁和试验车;其次,分析了传感器分别安装于模型梁、试验车底座和试验车顶座的振动信号,并对比这3种振动信号对桥梁频率的识别效果;最后,研究了悬架刚度、车身质量、路面粗糙度和运营车流激励对试验车间接识别桥梁频率的影响.结果表明,试验车底座的振动传感器可以识别得到桥梁前3阶竖向振动频率和前2阶扭转振动频率,与安装于桥梁振动传感器的频谱大致相同,说明该传感器不受车体振动影响;试验车顶座的振动传感器可以准确识别桥梁第一阶竖向振动频率,但是桥梁高阶频率受到车体自身振动频率干扰较难识别.各类影响因素主要影响试验车顶座振动传感器的桥梁频率识别效果,对试验车底座振动传感器的桥梁频率识别效果影响很小,证明了所设计试验车在间接测量桥梁动力特性的优越性.

基于二轴车接触点响应残差的简支桥梁损伤间接识别方法

为利用常规二轴过桥车辆振动响应间接识别桥梁损伤,提出了采用接触点响应残差的驱车频率成分构建瞬时振幅IAS指标,根据IAS指标局部突变特性定位和量化桥梁损伤.基于理论推导构建了二轴车通过简支梁的接触点响应残差驱车频率成分的IAS指标解析表达式,通过车桥耦合有限元仿真分析验证了IAS指标理论推导及用于损伤识别的准确性.研究表明,当车桥耦合效应可忽略时,接触点响应残差可以完全消除车体振动和路面粗糙度的影响,用于识别桥梁损伤.在考虑路面粗糙度情况下接触点残差也能准确识别桥梁多阶频率,所构建的IAS指标可以准确识别单点或多点损伤.

融合注意力机制的多模态脑肿瘤MR图像分割

针对在多模态MR图像分割中对不同模态特征间的关联性及全局和局部特征提取考虑不充分,导致分割精度降低的问题,基于注意力机制,提出多模态脑肿瘤MR图像分割方法.首先提出三重注意力模块,用于增强各模态特征间的关联性以及对感兴趣区域的位置和边界信息精确判断;然后设计空间和通道注意力模块,用于双重捕获空间和通道上的全局及局部特征,增强对肿瘤组织结构信息的学习能力.在公开数据集BraTs18和BraTs19上的实验结果表明,分割全肿瘤时,所提方法的Dice系数、精确率、灵敏度和Hausdorff距离分别达到了90.62%,87.89%,90.08%和2.2583,均优于对比的同类方法.

中亚热带不同林龄杉木丛枝菌根真菌群落特征

为揭示丛枝菌根真菌(AMF)群落组成和多样性随林木生长发育的变化特征,以中亚热带不同林龄(8、16、25和35 a)杉木为研究对象,利用醋酸墨水法测定AMF侵染率,采用高通量Illumina MiSeq测序技术分析杉木根内AMF群落组成和多样性特征.结果表明:杉木AMF侵染率均>60%,随林龄增加呈现先升高后降低的趋势,25 a杉木AMF侵染率显著高于8 a杉木(P<0.05).从4个不同林龄杉木根系AMF中得到502 516条有效序列和1 070个操作分类单元,隶属于1门、2纲、3目、4科、10属.球囊霉属(Glomus)和根内球囊霉属(Rhizophagus)为杉木AMF群落的优势类群,其相对丰度在不同林龄间无显著差异(P>0.05).AMF多样性指数包括Chao1、Shannon、Simpson和PD-whole-tree指数,均随林龄增加而逐渐降低,35 a杉木Chao1和PD-whole-tree指数极显著低于其他林龄(P<0.01).基于相似性和非度量多维尺度分析表明,35 a杉木根内AMF群落结构与其他林龄存在显著差异;冗余分析表明,土壤可溶性有机碳和铵态氮含量分别是影响杉木AMF群落多样性和组成的主要因子.杉木根内AMF侵染率和群落多样性在成熟林阶段发生显著改变,不同林龄杉木AMF类群组成也有差异,未来应深入研究AMF类群在杉木不同生长阶段的生态功能,为提高杉木人工林的养分利用效率和可持续经营提供依据.

高比例废钢增碳在12.5t中频炉上的应用

介绍了高比例废钢增碳熔炼工艺在12.5 t中频炉上的应用,通过在不同的熔炼温度下取样分析,在不同的配料比例和不同的加料顺序下跟踪增碳剂的吸收率,对废钢增碳最佳的熔炼工艺参数进行分析、研究,结果表明:增碳剂分批加入到炉膛中,并且加入到废钢层之间,熔炼温度在1500~1550℃范围内时,增碳剂的吸收率较高,达到85%。

H5交互在防震减灾科普宣传中的应用研究

新媒体环境下,融合H5交互技术进行防震减灾科普宣传,具有个性化、趣味性和丰富性的特点,信息传递方式也真正实现由单向传播转变为互动传播,同时借助微信平台庞大的用户基础,达到普及面广、效率高的科普宣传效果。文章研究了H5交互技术在防震减灾科普宣传中的应用方法,分析了H5交互作品借助微信平台进行科普宣传的效果,并将其与传统媒体科普教育方式进行比较,总结了运用H5交互进行防震减灾科普宣传能够有效增强公众防震减灾意识,提升自然灾害预警能力与自我保护能力。

基于5G终端的室内3D定位

随着物联网的发展及对基于位置服务的应用需求的增多,高精度的室内定位技术成为当前研究的焦点之一。5G蜂窝网络的广泛应用在为终端提供无线通信的同时,也具备定位功能。然而,当前的定位方法通常在基站侧完成,这可能导致用户隐私泄漏的问题。为解决这一问题,提出了一种基于5G终端的室内3D定位技术,使得定位过程可以在终端设备上完成。首先,终端设备测量接收到的5G小基站发射信号的离开方位角和离开仰角,并利用两个基站之间的到达时间差进行解空间约束;其次,采用基于遗传算法的位置求解优化算法搜索目标位置。实验结果表明,该算法在3D空间中的定位精度中值为1.12 m,并且相较于基站侧的定位方法,终端定位具有更高的安全性。

基于三维探地雷达的沥青路面结构层间黏结识别研究

对于沥青路面而言,层间黏结状况直接影响到路面的耐久性。本文依托江西某高速的三维探地雷达检测数据,结合实地调查分析,提出基于IPP软件的元素提取方法,对四类不同路面结构进行层间黏结状况的分析。结果显示就层间黏结效果而言,结构类型Ⅰ、Ⅱ优于结构类型Ⅲ、Ⅳ。该结果与其他病害的综合调查结果相吻合,说明该方法在一定范围内具有适用性。

帕瑞昔布钠预给药+SGB复合全身麻醉对老年骨科患者术后早期认知功能及炎症因子水平的影响

目的评价帕瑞昔布钠预给药+星状神经节阻滞(stellate ganglion block,SGB)复合全身麻醉对老年骨科患者术后早期认知功能和炎症因子水平的影响。方法择期行关节置换术患者100例,年龄65~76岁,性别不限,体质量指数(body mass index,BMI)14.8~24.0kg/m2,美国麻醉医师协会(American Society of Anesthesiologists,ASA)分级Ⅱ级,采用随机数字表法分为两组,即对照组(n=50)和观察组(n=50),对照组麻醉诱导前30min静脉注射帕瑞昔布钠40mg,观察组诱导前30min静脉注射帕瑞昔布钠40mg和诱导前15min超声引导下给予右侧SGB。分别于给药前(T_(0))、气管插管后即刻(T_(1))、切皮即刻(T_(2))、切皮后1h(T_(3))、术后4h(T_(4))和术后24h(T_(5))时点抽取颈内静脉血样,采用ELISA法检测血清白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)IL-6、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factorα,TNF-α)水平。采用蒙特利尔认知评估量表(Montreal cognitive assessment,MoCA)评分表评估认知功能,统计术后7d患者术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction,POCD)的发生率。结果与对照组比较,观察组T_(1~5)时点血清IL-6、TNF-α浓度降低(P<0.05),MoCA评分均高于对照组(P<0.05),POCD发生率下降(P<0.05)。结论帕瑞昔布钠预给药+SGB复合全身麻醉在老年骨科患者的应用,提高了该类患者术后认知功能评分,降低早期POCD的发生率,值得在临床上推荐使用。

不同林龄杉木根际和非根际土壤碳氮磷化学计量特征

生态化学计量特征对于评价生态系统养分有效性和限制状况具有重要指示作用。为了阐明林龄与根际效应对杉木人工林土壤碳氮磷化学计量特征的影响,在福建农林大学南平西芹教学林场选取了7 a、15 a、24 a和34 a等4个林龄的杉木人工林为研究对象,测定了根际和非根际土壤的有机C、全N、全P含量,及其生态化学计量比(C︰N、C︰P、N︰P)随林龄的变化规律。结果表明:土壤有机C、全N、全P含量在根际非根际之间没有显著性差异,随林龄增加土壤全P含量显著降低,而C、N、P化学计量比均有显著上升的趋势,相关性分析表明土壤C︰N主要受土壤有机C调控,C︰P、N︰P主要受土壤全P调控。该研究结果表明杉木人工林土壤P元素缺乏,因此,在营造杉木人工林时,为保证林木良好生长,应注意在杉木人工林近成熟阶段适当增施P肥,以获得更好的经济效益。

基于层次分析法的配电网“低电压”智能规划与综合治理评估技术研究及应用

针对10kV配电网"低电压"治理的方案设计问题,使用C#编程语言开发基于单线图界面的治理方案——一键式自动规划及综合评估软件系统。一键式自动规划优先选择更换导线,结合无功补偿和配置调压器的方法生成"低电压"治理方案。另外,软件根据决策者对"低电压"治理效果、经济效益和发展适应性的不同需求,提供引导式单步规划治理方案的功能,并且可以在单步改造的基础上进行自动规划。基于层次分析法(AHP)建立配电网"低电压"治理综合评估体系,通过构造辅助判断矩阵和辅助求和矩阵计算指标权重,从治理效果、经济效益、发展适应性三个方面对治理方案进行评估分析,为决策者选择适宜的治理方案提供参考。最后通过实例验证软件的实用性与适用性。

森林火烧黑炭对闽楠幼苗生长及林地土壤养分的影响

为研究森林火烧产物黑炭对闽楠幼苗生长的影响,以中亚热带马尾松林采伐迹地炼山后营造的闽楠幼林为研究对象,分析了未炼山(UB)和炼山后不同黑炭处理[移除黑炭(B0)、单倍黑炭(B1)、双倍黑炭(B2)]2 a后闽楠的生长特性(树高、地径、冠幅)和土壤营养元素(常量和微量元素)含量及其相关关系。结果表明:B1处理闽楠树高、地径和冠幅与UB处理样地相比没有显著差异(P>0.05);黑炭对闽楠的生长有显著影响,B2处理闽楠地径显著低于B0处理(P<0.05),不同处理闽楠树高和冠幅没有显著差异(P>0.05)。B2处理土壤pH值显著高于B0和UB处理(P<0.05)。B2处理与B0处理相比,土壤pH值、硝态氮、Ca、Mg、Ca/Al显著升高(P<0.05),铵态氮显著降低(P<0.05)。闽楠地径与土壤铵态氮含量呈显著正相关,与土壤有效态K和Na含量呈显著负相关。研究结果表明森林火烧黑炭对闽楠幼苗树高和冠幅生长没有显著影响,而黑炭输入增加显著抑制闽楠幼苗地径的生长,为完善炼山黑炭在人工林经营中的应用,还需进一步研究黑炭对苗木生长影响的长期效应。

压电谐振器双闭环驱动电路研究

压电谐振器是谐振式传感器和执行器的核心部件,通常工作在共振和稳幅状态。采用一种锁相环(PLL)和自动增益(AGC)相结合的双闭环控制驱动电路,分别实现了谐振器共振频率的跟踪激励和压电振子输出信号的稳幅控制。优化设计了双闭环电路中各元器件参数,使得压电振子能稳定工作在谐振频率点。参照压电谐振器开环测试数据和闭环测试数据,双闭环驱动电路能将谐振器相位锁定在59°(误差3°),输出信号峰峰值稳定在12.8V(误差0.2V)。实验结果表明,该电路设计能够达到稳定谐振器输出信号幅值和跟踪谐振器共振频率的目的。

压电谐振器特殊模态振动特性研究

针对压电谐振器振动特性分析的应用需求,构建了一种小型化、廉价的矢量分析系统。系统采用STM32控制4路DDS芯片产生驱动信号和矢量解析正交信号。通过向DDS芯片写频率控制字,对压电谐振器进行扫频驱动。同时采用STM32内置ADC,采样并计算获取各频率点压电谐振器输出信号的幅值和相位。通过提取压电谐振器两个特殊振动模态下的共振频率、品质因数(Q值)、输出信号相位等振动特性参数,获得驱动信号对这些参数的影响规律,系统分析了驱动信号对压电谐振器振动特性的影响,为压电谐振器的驱动、信号检测提供了有效的技术途径,实验结果为压电谐振器振动特性分析提供了依据。

大规模风电接入输电网的源网联合规划

随着电网中风电比重的不断提高,电网有限的输电能力造成的输电阻塞和弃风现象严重制约了风电的消纳.为提高风电的消纳能力,同时考虑电源和电网规划运行,以系统建设运行成本与弃风水平最小化为目标建立源网联合规划双层模型:外层-源网规划模型主要关注长时间尺度的系统网架规划问题,以系统建设运行成本和弃风水平最小为多目标;内层-系统运行模型主要关注短时间尺度的系统运行问题,以系统运行成本最小为单目标.通过改进型非劣分类遗传算法(NSGA-Ⅱ)和CPLEX联合求解,得到风电最优的接入选址和输电网最佳扩容方案.通过算例分析了不同规划场景下的优化方案,所提规划模型能够有效提高风电消纳水平,减少系统投资运行成本.

基于去趋势互相关分析法的光照、温度和风速互相关性分析

合理利用气象因素之间的互相关特性有利于降低系统运行成本,提高系统稳定性。采用美国3个不同地区的光照、风速、温度的历史实测数据对三者所具有的长程自相关性与互相关性进行探究。首先利用去趋势波动分析法对3个地区的光照、风速、温度的长程自相关性进行分析;其次采用去趋势互相关分析法(detrended cross-correlation analysis method,DCCA)和DCCA互相关系数进一步量化在不同尺度下三者之间的互相关性;最后构建风光互补发电场景并分析风光互补的总体特性和季节特性,验证了相关性分析的有效性和必要性。

电极激励超声谐振谱压电材料定征技术

超声谐振谱(RUS)是一种压电材料单样品定征技术,避免了多样品造成的结果不自洽问题。现有的谐振谱激励方法常使用超声换能器定点激励-拾取,需要有复杂的测试装置。该文提出了一种电极激励-拾取法来获取压电谐振器的超声谐振谱,该方法测试装置简单,同时还可获得模态振型的对称特性,避免了反演过程中峰丢失和错峰拟合。基于现场可编程门阵列(FPGA)技术搭建了压电谐振器分组扫频激励电路,通过电荷放大器拾取谐振峰。结果表明,通过Levenberg-Marquardt算法可完成测试频谱和计算频谱的匹配,成功获得了优化后压电材料参数。